عنوان پایان‌نامه
حذف نیترات از آب زیرزمینی توسط سیستم فوتوکاتالیستی بر پایه نانو کامپوزیت تیتانیوم در اکسید تثبیت شده بر روی بستر زئولیت مغناطیسی
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آب وفاضلاب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1621;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81551;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1621;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81551
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد کریمی باوندپور
- استاد راهنما
- بهنوش امین زاده گوهرریزی, مجید بغدادی
- چکیده
- در این پایان نامه روش حذف نیترات با استفاده از فتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید مورد بررسی قرار گرفته و پس از مشخص شدن فاکتورهای موثر بر آزمایش همچنین فراورده‌های نهایی، با سنتز نانوکامپوزیت تیتانیوم دی اکسید میغناطیسی سعی در اصلاح نانو ذره مذکور گردیده است. پس از انجام مراحل اول آزمایش مشخص شد که واکنش مقادیر زیادی یون آمونیوم تولید کرده که غلظت بالای این یون باعث بروز مشکلاتی می‌شود، همچنین حضور یون‌های مزاحم به خصوص سولفات موجب اختلال در این فرایند حذف نیترات می‌گردد. در مرحله دوم با سنتز نانو فتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید مغناطیسی به صورت هسته-پوسته (core- shell)، با استفاده از یک هسته مغناطیسی که به روش هم رسوبی سنتز شده و یک پوسته تیتانیوم دی اکسید که به روش سول-ژل بر روی هسته مغناطیسی تشکیل شده معایب ذکر شده برطرف گردیده، همچنین نانو کامپوزیت ساخته شده به دلیل داشتن خاصیت مغناطیسی قابلیت جداسازی از محیط با استفاده از یک میدان مغناطیسی را دارا میباشد. به منظور بررسی اندازه و شکل نانو کامپوزیت از تصویر برداری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، بررسی ساختار از تصویر برداری با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، به منظور بررسی ساختار نانو ماده سنتز شده از آنالیر پراش اشعه ایکس (XRD) و همچنین برای بررسی خاصیت مغناطیسی از آنالیز مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) استفاده شد. مرحله اول آزمایش‌ها با نانو ذره تیتانیوم دی اکسید خالص انجام شد، همچنین در این مرحله طراحی آزمایش‌ها با استفاده از نرم افزار Design Expert 9 صورت گرفت، و در مرحله دوم آزمایش‌ها با استفاده از نانو کامپوزیت سنتز شده و با روش هر زمان یک پارامتر انجام شده، در نهایت مشخص شد که اصلاح انجام شده میزان یون آمونیوم تولیدی را به مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش داده و همچنین بازده واکنش در آب واقعی مورد استفاده به دلیل تاثیر پذیری بسیار پایین از حضور یون‌های موجود را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد، این روش در آب زیرزمینی مورد آزمایش نیترات اولیه را که به مقدار 100 میلی گرم بر لیتر به میزان 98% کاهش داد.
- Abstract
- This dissertation is concerning of the investigation of the Nitrate ion removal using a photocatalytic called Titanium Dioxide. After the determination of factors which are involved in the process and also the final product, we synthesized the Titanium dioxide nanocomposite to overcome previous complications. After first experiments, the result suggested the production of a high concentration of ammonium ion, which caused many difficulties. In addition, the presence of the other by-product ions, especially sulfate ion, hinders the Nitrate removal process. Afterwards, in the second set of experiments, the Titanium Dioxide Nano-photo catalyst was synthesized in a core-shell fashion using a magnetic core produced by co-precipitation routine and a titanium shell which was formed on the top of the core using the sol-gel method. This new nano photocatalyst successfully managed to remove the nitrate ion without the aforementioned complications and in addition, it can be simply separated via its magnetic traits. The size and the overall shape of synthesized nanophotocatalyst were further characterized using SEM microscopy, the structure was investigated via TEM microscopy and XRD experiments, and the magnetic properties were probed by VSM technique. After designing by Design Expert9 software, first sets of experiments were performed using pure titanium Dioxide. Second sets of experiments were performed using nanophotocatalyst with one factor at a time method. The result of these independent tests suggested that the second nanophotocatalyst removed the nitrate ion without the production of the ammonium ion by products. Moreover, the efficacy of the nitrate removal process in real water was significantly increased, mainly because of the lower effect of the existing ions. Using this method in a ground water with an initial nitrate concentration of 100 mg/lit, decreased 98% of the nitrate concentration.
